超音速制法碳化鎢噴涂

超音速火焰噴涂（HVOF）是20世紀80年代初在普通火焰噴涂的基礎上開發的一種新型熱噴涂技術。它使用氫氣、乙炔、丙烯、煤油作為燃料，用氧氣作為助燃劑，在燃燒室或特殊噴嘴中燃燒，以2100m / s以上的速度產生超音速火焰，并將粉末送入火焰中。產生熔融或半熔化的顆粒，并且超音速沖擊沉積在基板的表面上以形成涂層。超音速火焰噴涂具有高火焰速度、低溫、涂層高粘接強度、良好致密性、高硬度，低孔隙率、低氧化物含量。該過程現已演變為航空航天、冶金、紡織機、汽車、鐵路等應用領域，代表了現代碳化鎢噴涂技術發展的方向。

科普知識：超音速制法碳化鎢噴涂

                                                                         碳化鎢噴涂

超音速火焰噴涂技術具有顯著的經濟效益，同時帶來顯著的社會效益。根據市場估計，2015年超音速火焰噴涂工藝將在熱噴涂行業占據25％的市場份額。該技術具有相對低的火焰溫度（約2600~3000℃）、火焰流速高，在碳化鎢噴涂過程中可有效按捺和減少碳化鎢的分解，所得涂層可保持碳化鎢相的耐磨性，因此該工藝特別合用于噴涂碳化鎢基于材料具有良好的耐磨性，所得到的碳化鎢涂層材料可以提供非常好的耐磨性和耐侵蝕性。

中南大學近日報道采用超音速火焰噴涂在45S鋼表面制備碳化鎢噴涂涂層，取得了良好的效果。他們以WC、Co、Cr為原料，按WC10Co4Cr成分制備原料，并用噴霧球磨機、噴霧造粒和真空燒結制備粉末塊，然后用噴霧破碎摧毀、控制，批量控制粉末粒度為15~45μm。經測試，所得噴涂粉末球形度高，活動性好（~13 s / 50g），粉末疏松密度相近（4.8~5.0 g / cm3），單粉末結構疏松；粉末相是WC和Co相。涂層樣品的基礎材料是45S鋼，碳化鎢噴涂前的基材表面用50~70目白色剛玉進行噴砂處理，然后用壓縮空氣吹掃樣品表面。使用機器人固定的Praxair JP8000超音速火焰噴槍制備碳化鎢基涂層。

得到的涂層顯示涂層厚度達到300微米，沉積效率達到55.15％，孔隙率為0.32％。涂層相主要由WC相組成，還含有少量的W2C相和非晶相或納米晶。相，沒有W或η相（Co6W6C、Co3W3C），表明顆粒在火焰流中停留的時間很短，粉末的脫碳程度很小，粉末中的WC硬相留存在涂層中，這有利于涂層的耐磨性。改進。在實驗中，氧氣和煤油的流速設定為相同，即噴涂時火焰溫度一致；此外，新型噴槍和高效冷卻系統降低了脫碳程度。涂層脫碳程度小的主要原因是：粉末中沒有η相； 設計實驗氧氣流速和煤油流速以獲得相對較低的火焰溫度，噴槍快速移動并噴射。工藝壓縮空氣的冷卻使涂層受熱較少。

硬度、磨料磨損和鹽霧侵蝕性試驗表明，涂層的顯微硬度達到近1300HV，體積磨損相稱小；在中性鹽霧侵蝕環境下，涂層在360小時內保持光滑和金屬光澤。沒有發生侵蝕，表明涂層具有很強的耐侵蝕性。因為Cr的加入有利于在涂層表面上形成非常薄的Cr2O3陶瓷層，因此改善了涂層的耐侵蝕性。

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